JPS6138559A - 超音波濃度計 - Google Patents
超音波濃度計Info
- Publication number
- JPS6138559A JPS6138559A JP59161927A JP16192784A JPS6138559A JP S6138559 A JPS6138559 A JP S6138559A JP 59161927 A JP59161927 A JP 59161927A JP 16192784 A JP16192784 A JP 16192784A JP S6138559 A JPS6138559 A JP S6138559A
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- JP
- Japan
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- signal
- ultrasonic
- oscillator
- measured
- liquid
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/02—Analysing fluids
- G01N29/032—Analysing fluids by measuring attenuation of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/02809—Concentration of a compound, e.g. measured by a surface mass change
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Analytical Chemistry (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
この発明は、超音波により被測定液の濃度を測定する超
音波濃度計に関する。
音波濃度計に関する。
（ロ）従来技術
従来、被測定液（毛び濁液）の濃度を測定するのに被測
定液に超音波を投射し、その超音波の減衰量の度合によ
り濃度を測定するようにした超音波式濃度計がある。第
３図に従来の超音波濃度計の一ブロック図を示している
。同図において超音波発振器２１は連続的に超音波信号
を発信させ、スイッチ２２とパルス発生器２３で超音波
発振器２１よりの発信信号を間欠的な信号とし、ＡＣ増
幅器２４でこれを電力増幅し、被測定液２９が貯留され
る槽２６内に浸漬される超音波振動子２７に入力するよ
うになっている。超音波振動子２７からの信号は被測定
液２９中を伝搬し、槽２６のもう一方の側壁に設けられ
る超音波振動子２８で受波され、再び電気信号に変換さ
れてＡＣ増幅器（電力増幅器）３０で増幅され、整流器
３１で整流し、さらに濃度と電気信号の直線性を得るた
めに逆対数増幅器３２を通し、得られた電圧信号を、電
圧／電流変換器３３で電流信号に変換し、４〜２０ａｍ
Ａの直流信号を得るようになっている。
定液に超音波を投射し、その超音波の減衰量の度合によ
り濃度を測定するようにした超音波式濃度計がある。第
３図に従来の超音波濃度計の一ブロック図を示している
。同図において超音波発振器２１は連続的に超音波信号
を発信させ、スイッチ２２とパルス発生器２３で超音波
発振器２１よりの発信信号を間欠的な信号とし、ＡＣ増
幅器２４でこれを電力増幅し、被測定液２９が貯留され
る槽２６内に浸漬される超音波振動子２７に入力するよ
うになっている。超音波振動子２７からの信号は被測定
液２９中を伝搬し、槽２６のもう一方の側壁に設けられ
る超音波振動子２８で受波され、再び電気信号に変換さ
れてＡＣ増幅器（電力増幅器）３０で増幅され、整流器
３１で整流し、さらに濃度と電気信号の直線性を得るた
めに逆対数増幅器３２を通し、得られた電圧信号を、電
圧／電流変換器３３で電流信号に変換し、４〜２０ａｍ
Ａの直流信号を得るようになっている。
この超音波濃度計において第４図ａに示すようにパルス
発生器２３より出力されるパルス信号ａは、期間Ｔ１の
間だけオンし、期間Ｔ２の間はオフしている（’ｌ’ｌ
＜＜Ｔ２）。
発生器２３より出力されるパルス信号ａは、期間Ｔ１の
間だけオンし、期間Ｔ２の間はオフしている（’ｌ’ｌ
＜＜Ｔ２）。
そのため超音波発振器２１より出力される超音波信号は
パルス発生器よりパルス信号ａがスイッチ２２に入力さ
れる間二ＡＣ増幅器２４に入力され、増幅されて超音波
振動子２７に入力電圧ｅｌ（第４図参照）が入力される
ことになる。この超音波振動子２７は入力電圧ｅ１を電
気信号から音波信号に変換し、音波信号は被測定液２９
中内を伝搬し、超音波振動子２８に伝達される。そして
、第４図ｅ２に示すように、超音波振動子２７から超音
波が発生してからＴ３の時間で受波信号が受波され、こ
の信号がＡＣ増幅器３０で増幅され、最終的には電圧／
電流変換器３３より導出された受波信号に対応する４〜
２０ｍＡの範囲の直流電流が導出される。なお、この受
渡信号が導出される期間はＴ１であるが、受渡信号が受
波されてからさらに２Ｔ３の期間毎に反射信号が受波さ
れる。
パルス発生器よりパルス信号ａがスイッチ２２に入力さ
れる間二ＡＣ増幅器２４に入力され、増幅されて超音波
振動子２７に入力電圧ｅｌ（第４図参照）が入力される
ことになる。この超音波振動子２７は入力電圧ｅ１を電
気信号から音波信号に変換し、音波信号は被測定液２９
中内を伝搬し、超音波振動子２８に伝達される。そして
、第４図ｅ２に示すように、超音波振動子２７から超音
波が発生してからＴ３の時間で受波信号が受波され、こ
の信号がＡＣ増幅器３０で増幅され、最終的には電圧／
電流変換器３３より導出された受波信号に対応する４〜
２０ｍＡの範囲の直流電流が導出される。なお、この受
渡信号が導出される期間はＴ１であるが、受渡信号が受
波されてからさらに２Ｔ３の期間毎に反射信号が受波さ
れる。
超音波振動子２７と超音波振動子２８は一定距離に保た
れており、従って被測定液２９内を伝搬する超音波はそ
の被測定液の濃度によって減衰を受け、濃度に応じた受
信波を得ることができるので被測定液２９の濃度を測定
することができる。
れており、従って被測定液２９内を伝搬する超音波はそ
の被測定液の濃度によって減衰を受け、濃度に応じた受
信波を得ることができるので被測定液２９の濃度を測定
することができる。
この従来の超音波濃度計は槽２６内に２１１１ｉ１の超
音波振動子２７・２８すなわち発信用と受渡用の２個の
超音波振動子を用いるものであるから電気信号を音波信
号に変換し、また電気信号に変換させる過程では効率よ
く変換の動作を行わせる為に２個の超音波振動子の機械
的共振点を一致させるようにマツチングをとる必要があ
る。このマ・ノチングをとるための調整は困難であると
いう欠点があった。また、槽２６内に２個の超音波振動
子を設けるということは複雑となり、かつ価格も高価に
なるという欠点があった。
音波振動子２７・２８すなわち発信用と受渡用の２個の
超音波振動子を用いるものであるから電気信号を音波信
号に変換し、また電気信号に変換させる過程では効率よ
く変換の動作を行わせる為に２個の超音波振動子の機械
的共振点を一致させるようにマツチングをとる必要があ
る。このマ・ノチングをとるための調整は困難であると
いう欠点があった。また、槽２６内に２個の超音波振動
子を設けるということは複雑となり、かつ価格も高価に
なるという欠点があった。
（ハ）目的
この発明の目的は上記従来の超音波濃度計の欠点を解消
し、超音波振動子間のマツチング等不要であり、しかも
検出部の構造が簡単な超音波濃度計を提供することを目
的としている。
し、超音波振動子間のマツチング等不要であり、しかも
検出部の構造が簡単な超音波濃度計を提供することを目
的としている。
（ニ）構成
上記目的を達成するためにこの発明の超音波濃度計は、
被測定液が貯留される槽内に１個の超音波振動子とこの
超音波振動子から所定距離を置いて保持される反射板と
を設け、超音波振動子からの超音波が被測定液中を伝搬
し反射板で反射された電気超音波振動子に受波され、信
号の強さにより濃度を測定するようにしている。
被測定液が貯留される槽内に１個の超音波振動子とこの
超音波振動子から所定距離を置いて保持される反射板と
を設け、超音波振動子からの超音波が被測定液中を伝搬
し反射板で反射された電気超音波振動子に受波され、信
号の強さにより濃度を測定するようにしている。
この超音波濃度計においては、超音波振動子より発射さ
れた超音波は被測定液中を伝搬し、反射板で反射されて
再度同じ超音波振動子に受信されるので、超音波振動子
のマツチングをとる必要はない。
れた超音波は被測定液中を伝搬し、反射板で反射されて
再度同じ超音波振動子に受信されるので、超音波振動子
のマツチングをとる必要はない。
（ホ）実施例
以下、実施例によりこの発明をさらにｊ′を細に説明す
る。
る。
第１図はこの発明の１実施例を示す超音波濃度計のブロ
ック図である。
ック図である。
この超音波式濃度計は検出部５が、槽８内に超音波振動
子６と反射板７が所定距離を置いて設けられ、槽８内に
被測定液９が貯留され、超音波振動子６と反射板７が被
測定液中に浸漬されるように構成されている。
子６と反射板７が所定距離を置いて設けられ、槽８内に
被測定液９が貯留され、超音波振動子６と反射板７が被
測定液中に浸漬されるように構成されている。
そして超音波発振器１は、連続的な超音波信号を発生し
、スイッチ２をへて間欠的にＡＣ増幅器４に入力し、Ａ
Ｃ増幅器４は、入力された超音波信号を電力増幅し、超
音波振動子６に入力するようになっている。この超音波
振動子６は反射板７で反射されてきた超音波信号を受波
する機能も兼ね備えている。
、スイッチ２をへて間欠的にＡＣ増幅器４に入力し、Ａ
Ｃ増幅器４は、入力された超音波信号を電力増幅し、超
音波振動子６に入力するようになっている。この超音波
振動子６は反射板７で反射されてきた超音波信号を受波
する機能も兼ね備えている。
スイッチ２のオン／オフはパルス発生器３より出力され
るパルス信号ａによってオン／オフされる。す雇わちパ
ルス信号ａがオンの時間（Ｔ１）スイッチ２がオンされ
、この期間超音波発振器ｌよりの超音波信号がＡＣ増幅
器４で増幅され、超音波信号６に入力信号Ｃとして入力
される。パルス発生器３より出力されたパルス信号ａは
インバータ１０で反転され、反転された信号すがスイッ
チ１１にオン／オフするようになっている。すなわちパ
ルス信号ａのローの期間Ｔ２にこの信号すはハイとなり
、スイッチ１１をオンし、超音波振動子６で受波された
信号を信号ｄとしてＡＣ増幅器１２に入力するようにな
っている。ＡＣｉｌ！ｌＩ幅器１２は入力された受波信
号を電力増幅し、その信号を整流器１３で整流した後、
逆対数増幅器１４でリニアリティ改善を行い、電圧／電
流変換器１５で電圧信号をＤＣ４〜２０ｍｍＡの範囲の
出力電流として導出する。このＡＣ増幅器１２以降の回
路は第３図に示した従来の回路と変わるところはない。
るパルス信号ａによってオン／オフされる。す雇わちパ
ルス信号ａがオンの時間（Ｔ１）スイッチ２がオンされ
、この期間超音波発振器ｌよりの超音波信号がＡＣ増幅
器４で増幅され、超音波信号６に入力信号Ｃとして入力
される。パルス発生器３より出力されたパルス信号ａは
インバータ１０で反転され、反転された信号すがスイッ
チ１１にオン／オフするようになっている。すなわちパ
ルス信号ａのローの期間Ｔ２にこの信号すはハイとなり
、スイッチ１１をオンし、超音波振動子６で受波された
信号を信号ｄとしてＡＣ増幅器１２に入力するようにな
っている。ＡＣｉｌ！ｌＩ幅器１２は入力された受波信
号を電力増幅し、その信号を整流器１３で整流した後、
逆対数増幅器１４でリニアリティ改善を行い、電圧／電
流変換器１５で電圧信号をＤＣ４〜２０ｍｍＡの範囲の
出力電流として導出する。このＡＣ増幅器１２以降の回
路は第３図に示した従来の回路と変わるところはない。
第１図に示す実施例濃度計において、電源がオンされる
と超音波発振器ｌより連続的な超音波信号が出力される
。スイッチ２はパルス発生器３よりのパルス信号ａがハ
イの期間Ｔ１の間オンされるので、この期間超音波発振
器１からの超音波信号はスイッチ２を経てＡＣ増幅器４
で増幅され、超音波振動子６に入力され、超音波振動子
６は第２図Ｃに示すように期間Ｔ１だけ発振信号を出力
する。パルス発生器３よりのパルス信号ａがハイレベル
の間、インバータ１０の出力端側に導出される信号すは
第２図に示すようにローレベルにあり、この間スイッチ
１■はオンされないのでＡＣ増幅器４からの信号はＡＣ
増幅器１２に入力されることはない。超音波振動子すに
加えられた超音波信号は電気信号より超音波信号に変換
され、被測定液９を介して反射板７の方向に伝達され、
さらに反射板７で反射されて超音波振動子６に受信され
る。そして超音波振動子６はその音波信号を受信して振
動する。第２図Ｃに示すように発信信号が出力されてか
ら期間Ｔ３をへて受信信号が帰ってくる。この受信信号
が受信される期間も図に示すようにＴ１の期間である。
と超音波発振器ｌより連続的な超音波信号が出力される
。スイッチ２はパルス発生器３よりのパルス信号ａがハ
イの期間Ｔ１の間オンされるので、この期間超音波発振
器１からの超音波信号はスイッチ２を経てＡＣ増幅器４
で増幅され、超音波振動子６に入力され、超音波振動子
６は第２図Ｃに示すように期間Ｔ１だけ発振信号を出力
する。パルス発生器３よりのパルス信号ａがハイレベル
の間、インバータ１０の出力端側に導出される信号すは
第２図に示すようにローレベルにあり、この間スイッチ
１■はオンされないのでＡＣ増幅器４からの信号はＡＣ
増幅器１２に入力されることはない。超音波振動子すに
加えられた超音波信号は電気信号より超音波信号に変換
され、被測定液９を介して反射板７の方向に伝達され、
さらに反射板７で反射されて超音波振動子６に受信され
る。そして超音波振動子６はその音波信号を受信して振
動する。第２図Ｃに示すように発信信号が出力されてか
ら期間Ｔ３をへて受信信号が帰ってくる。この受信信号
が受信される期間も図に示すようにＴ１の期間である。
尚、パルス発生器３より出力されるパルス信号ａがロー
レベルにおちるとインバータ１０の出力のパルス信号は
逆にハイレベルとなり、スイッチ１１がオンされる。従
ってスイッチ１１がオンされている間は、受信モードと
なり、超音波振動子６に受信される信号はＡＣ増幅器１
２に入力される。このＡＣ増幅器１２０入力信号ｄを第
２図に示している。ＡＣ増幅器１２の入力に加えられる
信号ｄは受信期間中すなわちＴ２の期間、超音波振動子
６の振動子電圧と同波形となる。超音波振動子６で受信
されて受信信号が振動すると、この受信信号は再発射さ
れてさらに反射板７で反射され、Ｔ３期間毎に、減衰を
うけた反射波が順次超音波振動子６に受信されることに
なる。
レベルにおちるとインバータ１０の出力のパルス信号は
逆にハイレベルとなり、スイッチ１１がオンされる。従
ってスイッチ１１がオンされている間は、受信モードと
なり、超音波振動子６に受信される信号はＡＣ増幅器１
２に入力される。このＡＣ増幅器１２０入力信号ｄを第
２図に示している。ＡＣ増幅器１２の入力に加えられる
信号ｄは受信期間中すなわちＴ２の期間、超音波振動子
６の振動子電圧と同波形となる。超音波振動子６で受信
されて受信信号が振動すると、この受信信号は再発射さ
れてさらに反射板７で反射され、Ｔ３期間毎に、減衰を
うけた反射波が順次超音波振動子６に受信されることに
なる。
ＡＣ増幅器１２に入力された受信信号は、ＡＣ増幅器１
２で電力増幅され、整流器１３で整流された後、逆対数
増幅器１４をへて電圧／電流変換器１５でその信号に電
圧信号に応じた４ ｍ Ａ〜２０ｍｍＡの信号として出
力される。超音波振動子６より出力される信号電圧のレ
ベルが一定とすると反射板７で反射されてくる第１発註
の受波信号のレベルは被測定液９の減衰量に対応するこ
とになる。濃度が濃く減衰量が大であるほどその受波信
号のレベルが小さくなる。従ってこの受波信号を検出す
ることにより被測定液９の濃度を知ることができる。
２で電力増幅され、整流器１３で整流された後、逆対数
増幅器１４をへて電圧／電流変換器１５でその信号に電
圧信号に応じた４ ｍ Ａ〜２０ｍｍＡの信号として出
力される。超音波振動子６より出力される信号電圧のレ
ベルが一定とすると反射板７で反射されてくる第１発註
の受波信号のレベルは被測定液９の減衰量に対応するこ
とになる。濃度が濃く減衰量が大であるほどその受波信
号のレベルが小さくなる。従ってこの受波信号を検出す
ることにより被測定液９の濃度を知ることができる。
尚、上記実施例においてスイッチ１ｉをオンするパルス
信号すを第１発註の受波信号が帰ってくる期間のみハイ
にする信号を用いることができる、このようにすれば、
第２、第３の反射波は信号としてカットできるので精度
よく濃度を測定することができる。
信号すを第１発註の受波信号が帰ってくる期間のみハイ
にする信号を用いることができる、このようにすれば、
第２、第３の反射波は信号としてカットできるので精度
よく濃度を測定することができる。
（へ）効果
この発明の超音波濃度計によれば、検出部に１個の超音
波振動子と反射板を設け、設けられる超音波振動子は発
信子と受信子を兼ねるものであるから、従来のように超
音波振動子間のマツチングが不要となる。そのため特別
の調整をなさずとも所定の測定感度を１Ｍることができ
る。その上、調整が簡単となる。また、２１［１ｉ１の
超音波振動子を設ける場合に比して検出部の構成が簡単
となる上、検出部までの配線が超音波振動子１１１１ｉ
１のみを考慮すればよいから計装費も安くなるので、す
なわち具体的には信号ケーブル（同軸ケーブル）が１本
となるので超音波１辰りＪｉｔ全体を安価に構成するこ
とができる。
波振動子と反射板を設け、設けられる超音波振動子は発
信子と受信子を兼ねるものであるから、従来のように超
音波振動子間のマツチングが不要となる。そのため特別
の調整をなさずとも所定の測定感度を１Ｍることができ
る。その上、調整が簡単となる。また、２１［１ｉ１の
超音波振動子を設ける場合に比して検出部の構成が簡単
となる上、検出部までの配線が超音波振動子１１１１ｉ
１のみを考慮すればよいから計装費も安くなるので、す
なわち具体的には信号ケーブル（同軸ケーブル）が１本
となるので超音波１辰りＪｉｔ全体を安価に構成するこ
とができる。
第１図はこの発明の１実施例を示す超音波濃度計を示す
ブロック図、第２図は同超音波濃度計の動作を説明する
ための各部波形タイミングチャート、第３図は従来の超
音波濃度計を示すブロック図、第４図は同従来の超音波
濃度計の動作を説明するための各信号波形タイムチャー
トである。 ５：検出部、 ６：超音波振動子、７：反射板、
８：槽、 ９：被測定液 特許出願人 株式会社島津製作所代理人
弁理士 中 村 茂 信第２図
ブロック図、第２図は同超音波濃度計の動作を説明する
ための各部波形タイミングチャート、第３図は従来の超
音波濃度計を示すブロック図、第４図は同従来の超音波
濃度計の動作を説明するための各信号波形タイムチャー
トである。 ５：検出部、 ６：超音波振動子、７：反射板、
８：槽、 ９：被測定液 特許出願人 株式会社島津製作所代理人
弁理士 中 村 茂 信第２図
Claims (1)
- （１）超音波を被測定液に投射し、その減衰量の度合に
より、被測定液の濃度を測定する超音波濃度計において
、 前記被測定液が貯留される槽内に、１個の超音波振動子
と、この超音波振動子から所定距離をおいて保持される
反射板とを設け、前記超音波振動子からの超音波が被測
定液中を伝搬し、前記反射板で反射されて、前記超音波
振動子に受波される信号の強さにより濃度を測定するこ
とを特徴とする超音波濃度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59161927A JPS6138559A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 超音波濃度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59161927A JPS6138559A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 超音波濃度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6138559A true JPS6138559A (ja) | 1986-02-24 |
Family
ID=15744678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59161927A Pending JPS6138559A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 超音波濃度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6138559A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0364168A2 (en) * | 1988-10-11 | 1990-04-18 | Simmonds Precision Products Inc. | System and method for ultrasonic determination of density |
| GB2379979A (en) * | 2001-08-09 | 2003-03-26 | Halliburton Energy Serv Inc | Measurement of fluid acoustic properties using signal reflection and reverberation |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5194295A (ja) * | 1975-02-17 | 1976-08-18 | ||
| JPS5260690A (en) * | 1975-11-13 | 1977-05-19 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Ultrasonic concentration measurement |
-
1984
- 1984-07-31 JP JP59161927A patent/JPS6138559A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5194295A (ja) * | 1975-02-17 | 1976-08-18 | ||
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| US6712138B2 (en) | 2001-08-09 | 2004-03-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Self-calibrated ultrasonic method of in-situ measurement of borehole fluid acoustic properties |
| GB2379979B (en) * | 2001-08-09 | 2005-04-13 | Halliburton Energy Serv Inc | Measurement of borehole fluid acoustic properties |
| US6957700B2 (en) | 2001-08-09 | 2005-10-25 | Halliburton Energy Services, Inc. | Self-calibrated ultrasonic method of in-situ measurement of borehole fluid acoustic properties |
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